في الكيمياء إن مركب أكسيد القصدير الإنديوم (ITO، أو أكسيد الإنديوم المشبع بالقصدير) هو عبارة عن مركب كيميائي غير عضوي، وهو عبارة عن خليط من أكسيد الإنديوم (III) (In2O3) وأكسيد القصدير (IV) (SnO2)، وعادةً تكون النسب كالتالي: 90٪ أكسيد الإنديوم (III)، 10٪ من أكسيد القصدير (IV) بالوزن، وهو عبارة عن مركب شفاف وعديم اللون في طبقات رقيقة، في الشكل الحجمي، يكون لونه أصفر إلى رمادي.
أكسيد القصدير الإنديوم
- إن أكسيد القصدير الإنديوم عبارة عن مركب غير عضوي، يمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (In2O5Sn)، له كتلة مولية مقدارها 428.34 غرام لكل مول، ويمتلك نقطة انصهار مقدارها 287 درجة مئوية، ونقطة الغليان 82 درجة مئوية، وكثافة 1.2 جم لكل مل عند 25 درجة مئوية، له شكل مسحوق النانو، اللون أصفر-أخضر، وهو غير قابل للذوبان في الماء.
- أكسيد القصدير الإنديوم (ITO، أو أكسيد الإنديوم المشبع بالقصدير) هو خليط من أكسيد الإنديوم (III) (In2O3) وأكسيد القصدير (IV) (SnO2)، عادةً 90٪ أكسيد الإنديوم (III)، 10٪ من أكسيد القصدير (IV) بالوزن، يتواجد في شكل مسحوق يكون أكسيد قصدير الإنديوم (ITO) أصفر-أخضر اللون، ولكنه شفاف وعديم اللون عند ترسبه كغشاء رقيق بسماكة 1000-3000 أنجستروم.
- عند ترسيبه كغشاء رقيق على الزجاج أو البلاستيك الشفاف، فإنه يعمل كموصل كهربائي شفاف، عادةً ما يتم ترسيب أكسيد القصدير الإنديوم بواسطة عملية ترسيب بخار فيزيائية مثل رش المغنطرون (DC) أو ترسيب حزمة الإلكترون، في كثير من الأحيان، يمكن دمج أكسيد القصدير الإنديوم في الأحبار باستخدام راتنجات البوليمر المناسبة من أجل تشكيل الفيلم ونظام المذيبات.
- ويتم ترسيبها عن طريق طباعة الشاشة وإن كان ذلك أقل شفافية وموصلية مقارنة بعملية الترسيب الفيزيائي، من بين الأكاسيد الموصلة الشفافة المختلفة (TCOs)، يتمتع أكسيد القصدير الإنديوم بموصلية وشفافية فائقة واستقرار وسهولة في الزخرفة لتشكيل دوائر شفافة، يتم استخدام أكسيد القصدير الإنديوم في عدد من تقنيات العرض المختلفة، مثل شاشات البلازما، والإضاءة الكهربائية، وغيرها.
- إن الميزة الرئيسية لأكسيد الإنديوم القصدير هي الجمع بين التوصيل الكهربائي والشفافية الضوئية، ومع ذلك فإنه يجب التوصل إلى حل وسط أثناء ترسيب الفيلم، حيث أن التركيز العالي لحاملات الشحنة سيزيد من موصلية المادة، ولكنه يقلل من شفافيتها، غالبًا ما يتم ترسيب الأغشية الرقيقة من أكسيد قصدير الإنديوم على الأسطح عن طريق تبخر الحزمة الإلكترونية، أو ترسيب البخار الفيزيائي، أو مجموعة من تقنيات ترسيب الرذاذ.
- يعتبر أكسيد قصدير الإنديوم (ITO) ذا أهمية لأنه شهد استخدامًا واسع النطاق كقطب كهربائي منتشر للتيار الشفاف للثنائيات الباعثة للضوء (GaN) وفي شاشات الكريستال السائل، بالإضافة إلى ذلك فإن (ITO) قادرة على تحمل درجات حرارة المعالجة العالية الموجودة في العديد من عمليات أشباه الموصلات.
- تتمثل إحدى صعوبات العمل مع المواد الجديدة مثل (Ga2O3) في تكوين اتصال جيد، أكسيد قصدير الإنديوم لديه القدرة على التخفيف من حدة هذه المشكلة، في السابق أظهر كاري وأوشيما أن تكوين التلامس الأومي باستخدام أكسيد قصدير الإنديوم أمر ممكن ويؤدي إلى جانب (Ti / Au) دون الحاجة إلى تحضير سطح مكثف.
استخدامات أكسيد القصدير الإنديوم
- يتم استخدام مركب أكسيد قصدير الإنديوم بشكل أساسي في عملية صنع الطلاءات الموصلة الشفافة لشاشات الكريستال السائل وشاشات العرض المسطحة وشاشات البلازما ولوحات اللمس وتطبيقات الحبر الإلكتروني والصمامات الثنائية العضوية الباعثة للضوء والخلايا الشمسية والطلاء المقاوم للكهرباء الساكنة ودرع (EMI) في الثنائيات العضوية الباعثة للضوء، يتم استخدام مركب أكسيد قصدير الإنديوم كأنود (طبقة حقن ثقب).
- ولقد تم استخدام أكسيد قصدير الإنديوم كمادة موصلة في المصباح الكهربائي البلاستيكي للعبة (Star Wars) من نوع (lightsabers)، كما أنه يستخدم أيضًا في العديد من الطلاءات الضوئية، وأبرزها الطلاءات العاكسة للأشعة تحت الحمراء (المرايا الساخنة) للزجاج المعماري والسيارات وزجاج مصباح بخار الصوديوم.
- كما وتشمل الاستخدامات الأخرى مستشعرات الغاز والطلاءات المضادة للانعكاس والترطيب الكهربائي على المواد العازلة وعاكسات (Bragg) لليزر (VCSEL)، ومن الممكن أن تعمل مقاييس إجهاد الأغشية الرقيقة أكسيد قصدير الإنديوم في درجات حرارة تصل إلى 1400 درجة مئوية، كما أنه يمكن استخدامه في البيئات القاسية، على سبيل المثال، التوربينات الغازية والمحركات النفاثة والمحركات الصاروخية.
- كما وتشمل الاستخدامات الإضافية لهذه المادة متعددة الاستخدامات طلاء أكسيد القصدير الإنديوم المضاد للكهرباء الساكنة ودرع (EMI)، والخلايا الشمسية الكهروضوئية والزجاج الأمامي للطائرات، ويستخدم كزجاج غلاف الفريزر من أجل إزالة القوالب، ومن التطبيقات الأخرى لأكسيد قصدير الإنديوم هي كطلاء عاكس للأشعة تحت الحمراء ليعكس الطاقة الحرارية كما هو الحال في الزجاج منخفض الانبعاثية وفي مصابيح الصوديوم منخفضة الضغط.
